ELETROMAGNETISMO Prof.: Célio Normando

Força Magnética F = q.v.B sen   + F: módulo da força magnética. q: carga da partícula. v: módulo da velocidade da partícula. B: intensidade do campo magnético. : ângulo formado entre e . Módulo: F = q.v.B sen 

Força Magnética DIREÇÃO: Perpendicular ao plano formado pelos vetores

Força Magnética SENTIDO: REGRA DA MÃO ESQUERDA (Fleming) O dedo indicador no sentido de . O dedo médio no sentido de . O dedo polegar indicará o sentido da força magnética se a carga for positiva.

Força Magnética SENTIDO: REGRA DA MÃO ESQUERDA (Fleming) Se a carga em movimento for NEGATIVA, o sentido da força magnética é contrário àquele que se encontra para uma carga positiva.

F = q.v.B sen  Em um campo magnético, uma partícula não estará sujeita à ação de uma força magnética quando: A partícula não possuir carga elétrica q = 0 (nêutron). Uma partícula carregada for abandonada nesse campo (v = 0). A partícula é lançada na mesma direção do campo magnético (θ = 0° ou θ = 180°). 2

Movimento de uma Carga em um Campo Magnético Uniforme A força magnética é a própria força centrípeta. m q q < 0 O raio (R)da trajetória descrito pela partícula. O período (T) do movimento.

Partícula lançada obliquamente ao campo magnético: O movimento da partícula será uma composição dos dois movimentos anteriores: MCU e MRU. O resultado será um movimento helicoidal uniforme (MHU). A distância d é chamada de “passo” do movimento helicoidal.

Força magnética sobre um condutor retilíneo Módulo  Fm = B · i · L · sen θ Direção – É perpendicular ao plano determinado por B e i. Sentido – É dado pela regra da mão esquerda.

Força Magnética entre fios condutores paralelos Sejam dois fios paralelos, de comprimentos iguais a L separados por uma distância d e percorridos pelas correntes elétricas i1 e i2. A força magnética entre os fios é determinada pela expressão: F: módulo da força magnética. : permeabilidade magnética do meio. i1 e i2: correntes elétricas nos fios. d: distância entre os fios. L: comprimento dos fios.

Força Magnética entre fios condutores paralelos Fios se ATRAEM quando percorridos por correntes de mesmo SENTIDO. Fios se REPELEM quando percorridos por correntes de sentidos OPOSTOS.

Indução Eletromagnética Condutor retilíneo de comprimento L se desloca com velocidade constante v em um campo magnético B , sendo o fio, o campo e a velocidade perpendiculares entre si. A força elétrica se equilibra com a força magnética. A d.d.p entre as extremidades A e B do condutor, isto é, o valor da f.e.m induzida será: Fe = Fm  e · E = e · v · B  E = v · B Como sabemos: VAB = E · L  VAB = v · B · L  ξind = v · B · L

Fluxo Magnético Para explicar o aparecimento da f.e.m induzida (εind), Faraday sugeriu que fosse introduzida, na Física, uma grandeza denominada fluxo magnético (Φ), que mediria o número de linhas que atravessam, por exemplo, a superfície de área(A) de uma espira mergulhada em um campo magnético de módulo (B). . O fluxo magnético é definido pela expressão:  = B.A.cosθ θ: ângulo formado entre o vetor campo magnético (B) e a normal (n) da superfície de área (A).  

Fluxo Magnético O fluxo magnético será máximo quando a espira estiver perpendicular ao campo magnético. Desta forma θ = 0º  cos θ = 1    = B.A

Fluxo Magnético Se a espira estiver inclinada em relação ao vetor campo campo magnético, ela será atravessada por um número menor de linhas de indução e consequentemente um fluxo magnético menor. Assim 0º < θ < 90º  cos θ < 1    = B.A.cosθ

Fluxo Magnético Quando as linhas de indução do campo forem paralelas à espira, o fluxo magnético será nulo, pois nenhuma linha atravessará a mesma. Se θ = 90º  cos θ = 0    = 0 Unidade: No S.I., o fluxo magnético é medido em weber (Wb), em homenagem ao físico alemão Wilhelm Weber. Como o módulo de B é medido em tesla (T) e a área A em metro quadrado, tem-se 1 Wb = T . m2.

Lei de Faraday Através de experimentos, Faraday observou que um imã se movendo dentro de uma espira provoca uma variação de fluxo magnético e como consequência uma corrente induzida, devido à força eletromotriz induzida.

Lei de Faraday Se o imã não se movimenta, não há variação de fluxo magnético e assim não temos corrente induzida. Os experimentos levaram ao enunciado da lei de Faraday - Neumann: A força eletromotriz induzida em um circuito é igual ao quociente da variação do fluxo magnético, em módulo, pelo intervalo de tempo que essa variação ocorre.  

A corrente induzida em um circuito aparece sempre com Lei de Lenz A corrente induzida em um circuito aparece sempre com um sentido tal que o campo magnético que ela cria tende a contrariar a variação do fluxo magnético que a originou. Quando um ímã se aproxima de uma bobina, surge uma corrente induzida sobre ela. Essa corrente cria um campo magnético que tem sentido oposto ao campo magnético do ímã, ou seja, contrário a variação do fluxo magnético.

Lei de Lenz Se fizermos o contrário, ao afastarmos o ímã da bobina perceberemos que a corrente induzida surge em sentido contrário à situação anterior, isto é o campo magnético criado pela corrente induzida tem o mesmo sentido do campo magnético do ímã, ou seja, o campo gerado pela corrente induzida na bobina se opõe ao movimento de afastamento do imã.  

TRANSFORMADORES O funcionamento dos transformadores é baseado na indução eletromagnética. U1: tensão no primário U2: tensão no secundário N1: nº de espiras do primário N2: nº de espiras do secundário